皇家墨尔本理工大学的研究人员开发出一种新型"绿色混凝土",这种混凝土所含的回收煤灰量是现有低碳混凝土的两倍,所需的水泥量减半,使用寿命甚至比普通波特兰水泥混凝土更长。 Chamila Gunasekara 博士手持低碳混凝土样品迈克尔-昆,皇家墨尔本理工大学 燃煤发电站周围存在大量的煤灰。事实上,这样说可能有些轻描淡写--在全球范围内,发电站每年产生约 12 亿吨煤灰,而在澳大利亚,煤灰占所有废弃物的近 20%。这是一个惊人的数字,而且可以肯定的是,在可再生能源转型的很长一段时间内,煤灰仍将大量存在。
皇家墨尔本理工大学的研究人员开发出一种新型"绿色混凝土",这种混凝土所含的回收煤灰量是现有低碳混凝土的两倍,所需的水泥量减半,使用寿命甚至比普通波特兰水泥混凝土更长。
燃煤发电站周围存在大量的煤灰。事实上,这样说可能有些轻描淡写--在全球范围内,发电站每年产生约 12 亿吨煤灰,而在澳大利亚,煤灰占所有废弃物的近 20%。这是一个惊人的数字,而且可以肯定的是,在可再生能源转型的很长一段时间内,煤灰仍将大量存在。
因此,它是一种巨大的潜在材料资源,低碳混凝土制造商已将其用作水泥替代品,通常可替代高达 40% 的水泥。从环保意义上讲,这种做法一举两得,既利用了大量废料,又减少了水泥用量,而水泥本身的碳排放量约占全球碳排放量的 8%。
皇家墨尔本理工大学的一个团队一直在与澳大利亚煤灰开发协会和 AGL 洛阳发电厂合作,以更好地利用这一可疑资产,并试图提高煤灰含量,以取代 80% 以上的水泥。
为此,研究人员使用了低钙粉煤灰混合物、18% 的熟石灰和 3% 的纳米二氧化硅作为强化剂,然后浇筑了一些混凝土,并开始测试其机械性能。
在第 7 天和第 450 天之间,高体积粉煤灰 (HFVA-80) 混凝土的抗压强度从 22 兆帕增加到 71 兆帕。它的抗折强度为 2.7-8.7 兆帕,劈裂拉伸强度为 1.6-5.0 兆帕,弹性模量为 28.9-37.0 GPa。在酸和硫酸盐环境中暴露两年后,它的耐久性超过了普通硅酸盐水泥。
项目负责人、皇家墨尔本理工大学工程学院的 Chamila Gunasekara 博士在一份新闻稿中说:"我们添加了纳米添加剂来改变混凝土的化学性质,这样就可以在不影响工程性能的情况下添加更多的粉煤灰。"
更妙的是,该团队表示,他们发现这项技术并不需要精细的"粉煤灰",而且似乎对低等级的"塘灰"也同样有效,目前已经用后者制作并测试了结构混凝土梁,并通过了澳大利亚工程性能标准认证。
Gunasekara说:"令人兴奋的是,初步结果显示低等级塘灰也具有类似的性能,这有可能为水泥替代品开辟一种全新的、利用率极低的资源。与粉煤灰相比,塘灰由于其不同的特性,在建筑中的利用率很低。"
"澳大利亚各地的大坝中堆积着数百兆吨的火山灰废料,全球范围内堆积的火山灰废料则更多。这些灰渣池有可能成为环境危害,而能够将这些灰渣重新大规模地用于建筑材料将是一个巨大的胜利"。